DE2057774A1 - Mast or tower construction - Google Patents
Mast or tower constructionInfo
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- E04H12/10—Truss-like structures
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Description
Die Erfindung betrifft eine Mast- bzw. Turmkonstruktion,The invention relates to a mast or tower construction,
Es gibt bereits Mast— bzw. Turmkonstruktionen, die aus drei oder vier Haupt-Pfeilergliedern, waagerechten und schrägen tragenden Gliedern, welche, die Haupt-Pfeiler— glieder miteinander verbinden, und Hilfs—Verstrebung©— gliedern zur Verbindung der waagerechten und der schrägen Tragglieder bestehen. Außerdem gibt es bereits söge— nannte Gittermasten bzw. -türme, die eine großa Anzahl gerader, geneigter bzw. schräggestellter Glieder jeweils gleicher Abmessungen aufweisen,. welche vom Boden bis zur Spitze der Konstruktion verlaufen. Diese Glieder kreuzen einander unter spitzen Winkeln, bilden ein Gitterwerk und sind in vorbestimmten Höhenlagen "durch waagerechte Glieder miteinander verbunden. In beiden Eällen werden dia zu erstellenden Bauwerke nach einem Aufstockverfahren errichtet, bei welchem ein unterer Bauwerkabschnitt auf einem Fundament befestigt und ein zweiter Abschnitt auf diesem unteren Abschnitt aufgebaut wird, indem die nötigen Bauteile mittels eines an der Oberseite des unteren Abschnitts montierten Krans angehoben werden, und so fort, bis dieThere are already mast or tower constructions that consist of three or four main pillar members, horizontal and inclined load-bearing members, which, the main pillars - connect links with each other, and auxiliary bracing © - members to connect the horizontal and inclined support members exist. In addition, there are already so- called lattice masts or towers, which have a large number of straight, inclined or inclined members each have the same dimensions. which from the floor to the To the top of the construction. These links cross each other at acute angles, forming a latticework and are connected to one another at predetermined heights "by horizontal links. In both cases, dia Constructing buildings erected according to a heightening process, in which a lower building section on a The foundation is fixed and a second section is built on this lower section by adding the necessary components by means of a crane mounted on top of the lower section, and so on until the
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POSTZENTRALE: 8 München 90, Eduard-Schmld-Str. 2 POST CENTER: 8 Munich 90, Eduard-Schmld-Str. 2
volle Höhe des Bauwerks erreicht ist, Sobald ein Abschnitt fertiggestellt ist, wird der Kran höher verlagert und für den Bau des jeweils nächsthöheren Abschnitts benutzt.full height of the structure is reached, once a section is completed, the crane is relocated higher and for used the construction of the next higher section.
Es hat sich gezeigt, daß diese bekannten Bauverfahren bei der Errichtung sehr hoher Türme bzw. Masten gewisse Nachteile zeigen. Bei der zuerst genannten Konstruktionsart müssen die drei oder vier Haupt-Pfeilerglieder wesentlich größeren Querschnitt besitzen als die waagerechten und dia— gonalen Glieder. Eine Größenzunahme des Bauwerks führt" aber zu einer beträchtlichen Erhöhung des Gewichts der Haupt-Pfeiler und folglich zu einer Erhöhung des Gewichts des fertigen Bauwerks. Außerdem macht dies eine Vergrößerung der Spannweite zwischen den Füßen des Turms oder Masts erforderlich. Infolge des zunehmenden Gew ichts wird außer— dem ein größerer Kran benötigt, um diese für die Errichtung des Bauwerks erforderlichen Glieder anzuheben, während die Handhabung der größeren Gewichte zu größeren Gefahren und Schwierigkeiten Anlaß gibt. Im Fall eines Gitterturms ergeben sich Schwierigkeiten bei der am Bauplatz erfolgenden Fertigung und Montage der tragenden Bauteile. Die schrägen Verstrebungen kreuzen einander unter spitzen Winkeln, und die Verbindungen zwischen den schrägen Gliedern und den waagerechten Gliedern sowie die Formen variieren in Abhängigkeit von der betreffenden Position im Bauwerk, Aus diesem Grund sind zahlreiche Verbindungen unterschiedlicher Formen und Größen nötig.It has been shown that this known construction method at the erection of very tall towers or masts show certain disadvantages. In the first-mentioned type of construction The three or four main pillar links must be essential have a larger cross-section than the horizontal and diagonal members. An increase in the size of the structure leads "but to a considerable increase in the weight of the main pillar and, consequently, to an increase in the weight of the finished structure. In addition, this makes it necessary to increase the span between the feet of the tower or mast. As a result of the increasing weight, a larger crane is also required to move it for erection The necessary limbs of the structure to be lifted while handling the heavier weights creates greater dangers and gives rise to difficulties. In the case of a lattice tower, difficulties arise with the one taking place on the construction site Manufacture and assembly of the load-bearing components. The oblique struts cross each other at acute angles, and the connections between the oblique links and the horizontal links as well as the shapes vary in Depending on the relevant position in the structure, Off for this reason, numerous connections of different shapes and sizes are required.
Aufgabe der Erfindung ist mithin in erster Linie die Schaffung einer Mast— bzw. Turinkonstruktion, die aus laicht vor— fertigbaren Bauteilen aufgebaut werden kann und sich leicht montieren und vergrößern läßt.The object of the invention is therefore primarily to create a mast or tower construction that spawns from manufacturable components can be built and can be easily assembled and enlarged.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dieThis object is achieved in that the
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waagerechten Streben die Umrisse von waagerechten regelmäßigen Figuren festlegen, daß die Knotenpunkte auf den Umrissen dieser Figuren liegen und die schrägen Streben jeweils verschiedene Figuren miteinander verbinden, daß sich der größte Durchmesser der Figuren vom Boden zur Spitze des Bauwerks fortschreitend verkleinert und daß die schrägen Streben an den Knotenpunkten abgebogen sind.horizontal struts define the outlines of horizontal regular figures that the nodes on the Outlines of these figures lie and the inclined struts connect different figures with each other that the largest diameter of the figures decreases progressively from the ground to the top of the structure and that the oblique struts are bent at the junctions.
Jeder schräge Bauteil bzw. jede Strebe kann ein einstükkiges Glied sein, das an verschiedenen Stellen Biegungen aufweist, die beim fertigen Bauwerk den Verbindungen der kombinierten gleichschenkeligen Dreieck—Träger entsprechen. Wahlweise können die Streben jeweils aus mehreren geraden Stücken bestehen, die zur Festlegung der erforderlichen Biegung an den Knotenpunkten in der Turinkonstruktion miteinander verbunden werden. Die schrägen Streben können an jedem .Knotenpunkt oder an jedem zweiten Knotenpunkt im Bauwerk gebogen sein.Each inclined component or each strut can be a one-piece link that bends at different points which correspond to the connections of the combined isosceles triangle girders in the finished structure. Optionally, the struts can each consist of several straight pieces that are used to determine the required Bend to be connected to each other at the junctions in the turin construction. The oblique struts can be bent at every junction or every other junction in the structure.
Die waagerechte, regelmäßige Figur, deren Umriß durch die waagerechten Streben festgelegt wird, ist normalerweise ein Mehreck, beispielsweise ein Achteck. Die Knotenpunkte, an. denen sich die waagerechten und die schrägen Streben treffen, befinden sich an den Spitzen bzw· Ecken des Mehr— ecks. Es können jedoch auch gekrümmte waagerechte Streben verwendet werden, so daß die waagerechte regelmäßige Figur einen Kreis darstellt.The horizontal, regular figure, the outline of which is determined by the horizontal struts, is normal a polygon, for example an octagon. The nodes, at. which are the horizontal and the inclined struts meet are located at the tips or corners of the polygon. However, curved horizontal struts can also be used can be used so that the horizontal regular figure is a circle.
Vorzugsweise sind bei denjenigen waagerechten regelmäßigen Figuren, die Knotenpunkte aufweisen, an welchen die schrägen Streben gebogen sind, zusätzliche waagerechte Streben zur weiteren Versteifung vorgesehen. Diese zusätzlichen waagerechten Streben verbinden die verschiedenen KnotenpunktePreferably, those horizontal regular figures that have nodes at which the inclined Struts are curved, additional horizontal struts are provided for further stiffening. These additional horizontal Struts connect the various nodes
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im Umriß der waagerechten regelmäßigen Figur.in the outline of the horizontal regular figure.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The following are preferred embodiments of the invention explained in more detail in comparison to the prior art with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer herkömmlichen Mast- bzwo Turmkonstruktion mit vier Haupt-Pfeilern,Fig. 1 is a side view of a conventional fattening or o tower structure with four main pillars,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines herkömmlichen Gittermasts bzw. —turms,Fig. 2 is a side view of a conventional lattice mast or tower,
Fig. 5 eine Seitenansicht einer Mast- bzw. Turmkonstruk— tion mit den Merkmalen der Erfindung,5 is a side view of a mast or tower structure. tion with the features of the invention,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3jFIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3j
Fig. 5 eine Ansicht der Konstruktion gemäß Fig. 3» in Richtung der Pfeile V-V in Fig. 4 gesehen,FIG. 5 is a view of the construction according to FIG Seen in the direction of arrows V-V in Fig. 4,
Fig. 6, 7 und 8 Schnitte längs der Linien VI-VI, VII-VII bzw. VIII-VIII in Fig. 3,6, 7 and 8 sections along the lines VI-VI, VII-VII and VIII-VIII in Fig. 3,
Fig. 9, 10, 11 und 12 Querschnittansichten ähnlich Fig. 6 von anderen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Konstruktion,9, 10, 11 and 12 are cross-sectional views similar to FIG. 6 of other embodiments of the invention Construction,
Fig. 13 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konstruktion und 13 shows a side view of a modified embodiment of the construction according to the invention and
Fig. 14 eine Seitenansicht eines herkömmlichen Gittermasts bzw.- turms.14 is a side view of a conventional lattice tower or towers.
Der in Fig. 1 dargestellte bekannte Mast bzw. lurm WeI,fitThe known mast or lurm WeI shown in Fig. 1, fit
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vier Haupt-Pfeiler 01 auf, die durch waagerechte Glieder bzw· Streben 02 miteinander verbunden sind, welche ihrerseits durch Diagonal-Glieder bzw. Streben 03 und Hilfs— Glieder bzw. -Streben 04 verstrebt sind.four main pillars 01 on which are supported by horizontal links or struts 02 are connected to one another, which in turn are connected by diagonal links or struts 03 and auxiliary Links or struts 04 are braced.
Die Gitterkonstruktion gemäß Fig. 2 weist gerade, geneigte Bauteile bzw. Streben O31 auf, die sich vom unteren Ende bis zur Spitze des Bauwerks erstrecken und einander unter spitzen Winkeln schneiden. Die geneigten Streben 03' sind in vorbestimmten Höhenlagen durch waagerechte Glieder 02' miteinander verbunden.The lattice structure according to FIG. 2 has straight, inclined components or struts O3 1 , which extend from the lower end to the top of the structure and intersect at acute angles. The inclined struts 03 'are connected to one another at predetermined heights by horizontal members 02'.
Die in den Fig. 3 bis 8 dargestellte erfindungsgemäße Mast- bzw. Turmkonstruktion ruht auf einem Fundament 2 und dient zur Abstützung von vier Schloten 3· Das Bauwerk 1 besteht aus geneigten bzw. schrägen tragenden Gliedern bzw. Streben 4 und waagerechten tragenden Gliedern bzw. Streben 6, die unter Bildung von gleichschenkeligen Dreieck-Trägern an Knotenpunkten 5 miteinander verbunden sind» Gemäß den Fig. 4- bis 8 liegen die Knotenpunkte 5 an clen Ecken von waagerechten regelmäßigen Achtecken. Der größte Durchmesser dieser Achtecke verkleinert sich fortlaufend vom Boden zur Spitze des Bauwerks 1. Die Seitenkanten der Achtecke werden durch die waagerechten Streben 6 gebildet, wobei alle waagerechten Streben 6 in einem Achteck jeweils gleiche Länge besitzen. Jede der sechzehn schrägen Streben 4- erstreckt sich ununterbrochen in Wendelform vom Boden bis zur Spitze des Bauwerks und weist an jedem zweiten regelmäßigen Achteck an den Knotenpunkten 5 eine Biegung auf·The illustrated in FIGS. 3 to 8 according to the invention Mast or tower construction rests on a foundation 2 and serves to support four chimneys 3 · The structure 1 consists of inclined or inclined load-bearing members or struts 4 and horizontal load-bearing members or Struts 6, which are connected to one another to form isosceles triangular girders at nodes 5 » According to FIGS. 4-8, the nodes 5 are on clen Corners of horizontal regular octagons. The largest diameter of these octagons is continuously decreasing from the ground to the top of the structure 1. The side edges of the Octagons are formed by the horizontal struts 6, with all horizontal struts 6 in an octagon each have the same length. Each of the sixteen inclined struts 4- extends continuously from the ground in a spiral shape to the top of the structure and indicates every other regular Octagon at the nodes 5 a bend on
In Fig. 4- ist bei 7 d-ie Anordnung des unteren Endes des Bauwerks 1 auf dem Fundament angedeutet». Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen die Anordnung von waagerechten Hilfs-Streben 8, die in den Achtecken vorgesehen sind, in welchen die schrä—In Fig. 4- is at 7 the arrangement of the lower end of the Building 1 indicated on the foundation ». Figures 6, 7 and 8 show the arrangement of horizontal auxiliary struts 8, which are provided in the octagons, in which the oblique
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gen Streben abgebogen sind,are bent towards struts,
Fig. 9 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung zur Unterstützung von drei Schloten, wobei das Bauwerk in jeder waagerechten regelmäßigen Figur sechs Knotenpunkte aufweist; d.h. jede waagerechte regelmäßige Figur ist ein Sechseck· Die Fig. 10, 11 und 12 veranschaulichen andere Ausführungsformen der Erfindung, bei denen sieben, acht bzw. neun Knotenpunkte vorgesehen sind, so daß die waagerechte regelmäßige Figur ein Siebeneck, ein Achteck bzw. ein Neuneck bildet. Die Anzahl der Knotenpunkte in jeder waagerechten Figur wird in Abhängigkeit von der Größe und vom Zweck des Bauwerks gewählt.Fig. 9 illustrates an embodiment of the invention for supporting three chimneys, the structure in each horizontal regular figure has six nodes; i.e. every horizontal regular figure is a Hexagon · Figures 10, 11 and 12 illustrate other embodiments of the invention in which seven, eight or nine nodes are provided so that the horizontal regular figure is a heptagon, an octagon or forms a hexagon. The number of nodes in each horizontal figure will depend on the size and chosen by the purpose of the structure.
13 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bauwerks, bei welchem jede waagerechte regelmäßige Figur jeweils sechzehn Knotenpunkte enthält. Fig. 14 ist eine ähnliche Ansicht eines bekannten Gitter—Bauwerks derselben Größe wie der Turm gemäß Fig. 13. Ein Vergleich der beiden Bauwerke gemäß den Fig. 13 und 14- zeigt, daß ersteres je nach Blickwinkel zwei verschiedene Konfigurationen aufweist und im wesentlichen konisch ist, während das Bauwerk gemäß Fig. 14· unabhängig von der Blickrichtung stets gleichbleibend die Form einer Handtrommel besitzt. Außerdem ändert sich der durch die waagerechten Streben festgelegte Querschnitt in verschiedenen Höhenlagen im Bauwerk. Aus den Figuren geht hervor, daß bei Verwendung der gleichen Anzahl von schrägen Streben die Anzahl der Knotenpunkte in einer herausgegriffenen waagerechten regelmäßigen Figur des erfin— dungsgemäßen Bauwerks die Hälfte der Anzahl von Knotenpunkten in einer herausgegriffenen waagerechten Figur des Gitter-Turms beträgt'. Außerdem beträgt die Anzahl der waagerechten Streben in einer waagerechten Figur des erfindungsgemäßen13 is a side view of a structure according to the invention; in which each horizontal regular figure contains sixteen nodes. Fig. 14 is a similar one View of a known lattice structure of the same size as the tower of FIG. 13. A comparison of the two Structures according to FIGS. 13 and 14- shows that the former ever has two different configurations from the perspective and is essentially conical, while the structure according to FIG 14 always has the same shape as a hand drum regardless of the viewing direction. Also changes the cross-section defined by the horizontal struts is at different heights in the structure. From the Figures shows that when using the same number of inclined struts, the number of nodes in one selected horizontal regular figure of the building according to the invention half the number of nodes in a selected horizontal figure of the lattice tower is'. In addition, the number of horizontal Striving in a horizontal figure of the invention
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Bauwerks die Hälfte der gleichen Streben beim Gitter—Turm, während die waagerechten Streben außerdem sämtlich gleiche Größe besitzen und daher untereinander austauschbar sind· Beim bekannten Gitter-Turm besitzen die waagerechten Streben dagegen unterschiedliche Größte. Die sich vom Boden zur Spitze des Bauwerks erstreckenden schrägen Streben schneiden einander unter einem spitzen Winkel. Beim erfin— dungsgemäßen Bauwerk ist der Schnittwinkel zwischen den schrägen Streben nicht ganz so spitz, so daß die Herstellung der Verbindung an den Knotenpunkten vereinfacht wird. i Structure half of the same struts in the lattice tower, while the horizontal struts also all have the same size and are therefore interchangeable with each other · In the known lattice tower, however, the horizontal struts have different sizes. The oblique struts extending from the ground to the top of the structure intersect at an acute angle. In the case of the structure according to the invention, the angle of intersection between the inclined struts is not quite so acute, so that the production of the connection at the nodes is simplified. i
Die erxindungsgemäßen Bauwerke lassen sich auch mit dem herkömmlichen Vierkant-Turm gemäß Fig. 1 vergleichen. Während die Anzahl der tragenden Glieder bzw. Streben eines Abstands zwischen den waagerechten Streben 02 beim Vierkant—Turm wesentlich kleiner ist als beim erfindungsgemäßen Bauwerk — beim Bauwerk gemäß Fig. 3 sind 24 Streben und beim Bauwerk gemäß Fig. 13 sind 48 Streben vorhanden —, ist die Anzahl der Knotenpunkte praktisch die gleiche. Beispielsweise sind in einer Strecke zwischen benachbarten waagerechten regelmäßigen Figuren beim Bauwerk gemäß Fig. 3 acht, beim Bauwerk gemäß Fig. 13 sechzehn und beim Turm gemäß Fig. 1 zwölf bis sechzehn Knotenpunkte vorhanden,, Der herkömmliche Vierkant— f Mast bzw. -Turm gemäß Fig. 1 benötigt vier dimensionsmäßig verschiedene Arten von Streben und anderen Bauteilen, nämlich Haupt-Pfeiler 01, waagerechte Streben 02, schräge Streben 03 und Hilfs-Streben 04. Dagegen sind bei den erfindungs— gemäßen Bauwerken ersichtlicherweise nur zwei Arten von Bauteilen erforderlich, nämlich die schrägen Streben 4 und die waagerechten Streben 6. Darüber hinaus weist der bekannte. Vierkant-Turm zwei oder drei verschiedene Arten von Knoten— punkt-Konätruktionen auf, während bei den erfindungsgemäßen Bauwerken die Knotenpunkte jeweils von gleicher Bauart und untereinander austauschbar sind. Im Fall eines großen Bau—The structures according to the invention can also be used with the conventional one Compare the square tower according to FIG. 1. While the number of supporting links or struts of a distance between the horizontal struts 02 in the square tower is much smaller than in the structure according to the invention - in the structure according to FIG. 3 there are 24 struts and in the structure according to FIG. 13 there are 48 struts - that is the number the nodes practically the same. For example, are in a line between adjacent horizontal regular Figures in the structure according to FIG. 3 eight, in the structure according to FIG. 13 sixteen and in the tower according to FIG. 1 twelve to sixteen nodes available, the conventional square - f Mast or tower according to FIG. 1 requires four dimensionally different types of struts and other components, namely Main pillars 01, horizontal struts 02, inclined struts 03 and auxiliary struts 04. In contrast, the invention According to buildings, obviously only two types of components required, namely the inclined struts 4 and the horizontal struts 6. In addition, the known. Square tower has two or three different types of nodal point constructions, while in the case of the invention Buildings the nodes are each of the same type and interchangeable. In the case of a large construction
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werks sind die Haupt-Pfeiler QA eines Vierkant—Turms im Vergleich zu den anderen Bauteilen außerordentlich schwer, da sie die größte Last tragen, so daß sie einen besonders großen Querschnitt besitzen müssen. Bei den erfindungsgemäßen Bauwerken ist das Einheitsgewicht der einzelnen Bauteile demgegenüber wesentlich niedriger als bei den Haupt-Pfeilern des Vierkant-Turms, da alle Diagonal-Streben zur Lastaufnahme herangezogen werden und diese Glieder gleichförmigen Querschnitt besitzen können. Die Herstellung, der Zusammenbau und der Transport der für die Errichtung eines erfindungsgemäßen Bauwerks erforderlichen Bauteile sind daher im Vergleich zum herkömmlichen Vierkant- oder Gitter-Turm einfach. Außerdem können die für die Errichtung eines großen erfindungsgemäßen Turms nötigen Bauteile mit Hilfe eines Krans angehoben und montiert werden, der wesentlich kleiner sein kann als der Kran zur Errichtung eines herkömmlichen Dreieck- oder Viereck-Turms gleicher Größe und Höhe*At the factory, the main pillars QA of a square tower are extremely heavy compared to the other components, since they carry the greatest load, so that they must have a particularly large cross-section. In the structures according to the invention, the unit weight of the individual components is significantly lower than that of the main pillars of the square tower, since all diagonal struts are used to take the load and these members can have a uniform cross-section. The manufacture, assembly and transport of the components required for erecting a structure according to the invention are therefore simple in comparison to the conventional square or lattice tower. In addition, the components required to erect a large tower according to the invention can be lifted and assembled with the aid of a crane, which can be significantly smaller than the crane used to erect a conventional triangular or square tower of the same size and height *
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die für die Errichtung eines erfindungsgemäßen Bauwerks erforderliche Gesamt-Stahlmenge beträchtlich kleiner idfc als die für die Errichtung eines herkömmlichen Vier^kant—Turms gleicher Größe nötige Stahlmenge. Dieser Unterschied tritt mit zunehmender Größa des Bauwerks noch deutlicher zutage.Another advantage of the invention is that the necessary for the construction of a structure according to the invention Total steel amount considerably less than idfc that for the erection of a conventional square tower of the same size required amount of steel. This difference becomes even more evident the larger the building becomes.
·— Q ·»· - Q · »
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Claims (1)
abgebogen sind, vorgeshen sind.»Moderate figures on which the inclined struts (6) e
are turned, are provided.
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